浅析螺杆钻作业效率

苏占全 张峰 杜亮（青海油田涩北作业公司，青海 810000）

1 螺杆钻具的结构及工作

螺杆钻具是以液压为动力，驱动井下钻具旋转的工具。可用来进行钻进、磨洗、侧钻等作业。螺杆钻具主要是由上接头、旁通阀、转子、定子、连轴节、过水接头、轴承总成、下接头、油管和地面管线组成的密闭系统。

2 影响钻磨效率的因素及所采取的措施

经过我们多年现场使用螺杆钻作业，总结了一些影响钻磨效率的因素及所采取的有关措施如下几个方面：

2.1 现场使用的工作液

①工作液的干净，使用的工作液干净与否直接关系到下入井筒内的螺杆钻是否能够正常作业。现场使用的工作液不干净，有多个方面。工作液本身不干净，工作液本身含有部分颗粒的杂质，在施工现场又没有安装地面过滤器，工作液中的部分杂质就会在作业过程沉淀在螺杆钻里面，影响钻磨效率或造成螺杆钻堵塞。还有配套入井的油管及相关工具不干净或者出现管柱内外壁上有污物、结垢等。作业过程会使螺杆钻出现撬装泵压力过高，出口液量小甚至无返出憋泵现象。所以在钻磨施工前必须把入井工作液确保干净，还要对地面循环系统清洁干净，并且要彻底清洁入井管柱，最好用蒸汽车逐根清洗管内外壁，确保入井管柱无污物，无结垢。在作业过程对地面循环系统及时进行清理，严格控制工作液机械杂质含量不大于0.3%，地面按要求安装过滤器。②工作液的携带能力要合适，根据井内磨洗情况调配合适的工作液粘度，良好的携带性将大大减少螺杆钻重复磨铣作业。如果携带能力不好会导致磨铣过程中产生的碎屑颗粒大小不一，影响钻磨效率。所以在钻磨作业中对使用的工作液的粘度或携带性提出了更高的要求，及时将磨铣的碎屑循环带出井筒，可减少重复磨铣，提高钻磨效率。

2.2 钻压和钻速

通过多年现场使用螺杆钻的经验，得知，转速增加，磨铣速度将同步增加。在一定程度上加大钻压可提高钻磨效率，但是也会对螺杆钻及钻头造成一定程度的损坏。大的钻压会产生较大的连续碎屑，引发循环携带问题。同时大钻压下，被磨铣的落鱼一部分不是被磨掉，而是被撕掉，由此产生大量大块铁屑，大块铁屑不容易循环携带出井筒，会大量铁屑参与重复磨铣，使磨铣工况变得不稳定，出现蹩跳钻现象。经过现场实践证明磨铣转速不影响循环效果，高转速有利于提高磨铣速度，而钻压控制在20KN-35KN对钻磨速度最快。即在同样磨铣速度下，提高转速可以相应降低钻压，有助于保持良好的磨铣工况。

2.3 螺杆钻管柱组合及配置

管柱组合选择不合理也会影响钻磨效率，如①大直径套管内采用小直径磨鞋进行的磨铣作业管柱；②磨铣处理脆性材料物或其他易产生大块碎屑的落物等作业的管柱；③磨铣深度超过井深2500m的磨铣作业或循环效果无法得到保证的磨铣作业管柱。这些井的情况入井管柱不选合适的随转捞杯，就会影响到钻磨效率。在钻磨过程随着钻压、排量及磨铣面的变化和材料的差别，会导致钻柱经常憋钻发生急速反转，井口应配置合理的反转措施，控制钻磨管柱反转，保证施工的连续性、安全性，提高钻磨效率。

3 应用实例

某井，水平井钻灰塞。该井施工目的现将原生产井段5#、6#层挤封（1541.4-1572.0m），挤封后钻灰塞，重新射孔5#层（1541.4-1558.8m），该井为177.8mm生产套管。经过前期井筒处理挤封后选用D152mm三牙轮钻头+D127mm螺杆钻具。采用循环钻塞，泵压6MPa，排量400L/min，钻压20-30kN，顺利钻完灰塞，起出螺杆钻具后下入冲砂管住反循环冲至人工井底，返出大量灰块。

上述施工难点：

A、大直径套管钻塞灰屑不容易返出，容易卡钻。

B、反冲洗易堵死管柱。

C、螺杆钻磨铣桥塞钻压不易控制。

4 技术要求及注意事项

（1）修井液保持清洁，泵压排量稳定，这样能够有效提高螺杆泵的工作效率。

（2）选择空心铣鞋钻铣桥塞，减少切削面积，使磨铣过程中加速切削速度。

（3）采用高钻速、底钻压可有效提高磨铣效率。

（4）在大直径的井筒内钻灰塞，尽管螺杆钻具及施工的排量达到要求，但仍有大量的灰块不能返出地面，在水平井及大井斜角的井钻穿灰塞后要下入冲砂管柱井灰块冲出。

[1]王学杰.李根生编著，《利用水力脉冲空化射流复合钻井技术提高钻速》石油学报出版社，2009.01.

[2]吴修国、刘畅编著，《提高小眼井钻井速度初探》石油钻探技术出版，2000.01.